Systèmes d'excitation UNITROL 6080 Des solutions flexibles éprouvées

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1 Systèmes d'excitation UNITROL 6080 Des solutions flexibles éprouvées

2 Établissement des normes ABB est le leader mondial dans la fourniture de régulateurs automatiques de tension (AVR) et de systèmes d'excitation statique (SES) UNITROL pour les centrales électriques de tout type et de toute taille - ils sont connus pour leur retour sur investissement élevé depuis de nombreuses années. Les systèmes UNITROL 6080 AVR/SES sont conçus pour les applications avec gamme de puissance petite à moyenne, et ils fondent de nouvelles normes en matière de flexibilité, de fiabilité et de connectivité. Système sur mesure Le système UNITROL 6080 utilise des modules fonctionnels préfabriqués éprouvés. Avec une configuration monocanale/ bicanale (canal de sécurité additionnel sur demande) et un vaste choix de modules de ponts à thyristors, le système peut être configuré pour répondre à toutes les exigences de données de champ et de disponibilité. Principales caractéristiques + + Fonction de redondance sélectionnable pour la commande, le module de puissance, le refroidissement, les E/S, la communication et l'appareil d'alimentation auxiliaire + + CPU 64 bits à virgule flottante + + Aucune restriction concernant l'échelle et la gamme des données + + Des mesures rapides et précises avec régime de contrôle + + Conforme aux normes internationales et locales + + Une gamme complète de fonctionnalités pour couvrir tous les codes de réseau + + Programmation IEC du logiciel d'application avec ABB Control Builder M + + Entièrement compatible avec le système d'automatisation étendue 800xA d'abb Applications sélectionnées + + Centrale électrique par pompage, Ifn 760 A + + Centrale électrique nucléaire AVR, Ifn 180 A, alimentation de 400 Hz + + Solutions techniques + + Changement du nombre de pôles pour les machines à deux vitesses + + Transfert d'alimentation en ligne + + Freinage électrique + + Séparations en tôle entre les compartiments du canal et de l'appareil de contrôle Principaux avantages + + Le contrôle ultime des performances maintient l'alternateur dans des limites sûres Plate-forme de contrôle haute performance AC 800PEC + + Commande, surveillance et maintenance faciles du système Terminal de contrôle de l'excitation convivial (ECT) + + Délais de livraison courts Utilise des modules fonctionnels préfabriqués éprouvés + + Contribution optimisée à la stabilité du réseau Options de stabilisateur des oscillations (PSS) intégrées + + Structure compacte, faible encombrement Pas d'accès à l'arrière de l'appareil requis - il peut être positionné à proximité d'un mur ou dos à dos contre un autre appareil + + Ajustage fin hors ligne avec simulateur d'alternateur à circuit fermé en temps réel Ajustage fin hors ligne du système et tests des conditions sévères du système (option intégrée ou externe) + + Gestion efficace du cycle de vie du produit Durée de vie prolongée des dispositifs à moindre coût + + Assistante technique toujours à votre portée Réseau mondial des services d'excitation ABB 2 Systèmes d'excitation UNITROL 6080 ABB

3 Concept d'ingénierie Les systèmes UNITROL 6080 peuvent être construits avec jusqu'à trois canaux de contrôle au total : Deux canaux pleinement intégrés et un canal de secours pour la commande d'urgence de l'alternateur. Chaque canal est capable de supporter le courant de champ maximum et de fournir des fonctions de diagnostic et de maintenance, dont un enregistreur transitoire. L'interface de puissance (PIN) et l'interface de commande de grille (GDI) fournissent des barrières de potentiel à l'intérieur du convertisseur de puissance. Au niveau du système, des unités mixtes d'entrée et de sortie (CIO) sont utilisées pour servir d'interface avec les signaux E/S analogiques et numériques internes et externes. Ces unités sont entièrement redondantes, si nécessaire. Famille de produits Gamme de produits UNITROL UNL UNITROL 6800 D5 UNL /60 Hz SES, Type de thyristor UNL UNITROL 6080 D5 50/60 Hz SES, Type de thyristor D2, D3, D4 converter UNITROL 6080 D1, D2, D3, D4 converter 16 2/ / Hz AVR, Type de thyristor UNITROL 1000 UN1020 UN1010 PM40 DC, AC: 16 2/ / Hz Régulateur automatique de tension (AVR), type IGBT Courant d'excitation I EN [ADC] Canal 1 Canal 2 Décharge Amorçage du champ 1 utilisable alternatif ou simultané Concept du hardware UNITROL 6080 Signaux de mesure Liaison de données à fibre optique Contrôle de gâchettes du thyristor Canal de sécurité E/S de base Câblé directement UNITROL 6080 SES/AVR UNITROL 6800 SES Système de Monocanal Oui Oui contrôle à Bicanal Oui Oui boucle fermée Canal de sécurité Oui 1) Oui Type de module de convertisseur D1 D5 UNL ) D5 UNL UNL Redondance du 1+1 n-1 / max. modules Oui Non Oui Oui/8 convertisseur Données Fréquence nominale 690 V d'entrée de la tension CA 50 / Hz 3) 50 / 60 Hz max. Données de sortie max. Limite maximale de tension en courant continu CC A 850 V A V 1) Avec troisième module convertisseur pour un courant continu CC max. 800A 2) Solution technique sur demande 3) >50 / 60 Hz pour les systèmes AVR uniquement ; l'alimentation monophasée est également disponible pour les systèmes AVR Systèmes d'excitation UNITROL 6080 ABB 3

4 Vue d'ensemble Le système UNITROL 6080 AVR/SES est conçu pour répondre aux conditions opérationnelles et environnementales individuelles ainsi qu'aux normes internationales et locales. Tous les systèmes sont entièrement soumis à un essai de fonctionnement avant de quitter l'usine. À gauche : UNITROL 6080 Centrale électrique thermique, 121 MVA / 10,5 kv, SES À droite : UNITROL 6080 Centrale électrique thermique, 47,75 MVA / 10,5 kv, AVR Dispositif de désexcitation Disjoncteur de champ, résistance de décharge et «crowbar» pour une désexcitation rapide, même en conditions d'erreur. Terminal de contrôle de l'excitation Panneau de commande de service de base Terminal de contrôle de l'excitation convivial Ports E/S et communication flexibles Nombre élevé de ports E/S, entièrement redondants sur demande Réseau Ethernet Sélection de protocoles de bus de terrain Entrée CA Câbles de puissance et de contrôle pénétrant par le bas ou par le haut Amorçage du champ Permet l'amorçage en tension en cas de faible tension résiduelle de l'alternateur 4 Systèmes d'excitation UNITROL 6080 ABB

5 Transformateur d'excitation Un transformateur d'excitation sec à bobine coulée est recommandé ici. Il a prouvé sa pertinence dans plusieurs installations et présente plus d'avantages que les autres types de transformateurs. Accès par l'avant Toutes les pièces peuvent être entretenues en ouvrant les portes avant. Cela permet de réduire l'encombrement en installant l'armoire de commande à proximité d'un mur. Électronique de réglage Électronique de réglage compacte/convertisseurs de puissance Indice de protection de l'armoire Standard jusqu'à IP52, IP54 sur demande Circulation d'air de refroidissement Refroidissement naturel ou forcé par circulation d'air avec prise d'air à l'avant et sortie d'air à l'avant ou sur le dessus Systèmes d'excitation UNITROL 6080 ABB 5

6 Fonctions de contrôle Le progiciel/firmware standard bien structuré comprend toutes les fonctions de régulation, de protection et de surveillance requises pour le fonctionnement sûr du système AVR/SES. Il peut toutefois être adapté aux exigences spécifiques du client par l'extension du nombre de signaux E/S ou par l'ajout de fonctions logicielles optionnelles. Système de contrôle à boucle fermée Régulateur de tension avec filtre PID (mode de fonctionnement AUTO) Régulateur du courant de champ avec filtre PI (mode de fonctionnement MAN) Compensation de chute du courant actif et/ou réactif Circuits de limitation pour le courant de champ maximum et minimum Courant du stator maximum, dépendant de la température des fluides de refroidissement de la machine Sous-excitation P/Q Volt / Hertz Restriction manuelle Facteur de puissance / contrôle de la charge réactive Stabilisateur des oscillations Fonctions de protection et de surveillance Les fonctions de surveillance et de protection peuvent être configurées librement à trois niveaux d'action différents : Signal d'alarme uniquement Commutation des circuits redondants Déclenchement du disjoncteur instantané de l'excitation à des fins de protection Principales fonctions disponibles Protection contre la surintensité (instantanée/inversion du temps) Protection de Volts / Hertz Protection contre la perte de champ Température du rotor Surveillance de la conduction des thyristors Surveillance des valeurs actuelles Délai d'amorçage du champ Enregistrement des données et des événements La fonction d'enregistreur interne d'événements permet de gérer et de stocker jusqu'à événements, chacun étant doté d'un horodatage en temps réel. L'enregistreur de données contient une partie pré-configurée capable d'enregistrer 30 signaux/1 500 points de données dans chaque cas, et une autre partie librement configurable pour 8 signaux/1 500 points de données dans chaque cas. L'affichage et l'analyse des données enregistrées sont effectuées au moyen du logiciel du terminal de contrôle de l'excitation. Si le système AVR/SES est doté d'un terminal de contrôle de l'excitation, les données enregistrées sont téléchargées sur sa mémoire, afin qu'elles soient disponibles indépendamment de l'appareil de contrôle principal. Synchronisation de l'heure du système L'heure de système de tous les appareils de contrôle peut être synchronisée avec une source de temps via SNTP (simple network time protocol) avec une précision meilleure que 1 ms. Le signal de temps peut être fourni en interne (à partir du terminal de contrôle de l'excitation) ou à partir d'une source extérieure au réseau local (Ethernet) de l'installation. Grâce à un récepteur disponible en option, il est également possible d'utiliser des signaux GPS (global positioning system), DCF77 (Europe) ou IREG-B (Asie, États-Unis). Échantillon d'enregistrement rapide pour l'essai AVR en boucle fermée 6 Systèmes d'excitation UNITROL 6080 ABB

7 Stabilisateur des oscillations (PSS) Pendant plusieurs années, ABB s'est attelé à développer et mettre en œuvre des stabilisateurs des oscillations. La fonction PSS permet d'améliorer la stabilité de l'alternateur et du système de transmission dans son ensemble en utilisant l'excitation pour amortir les oscillations de puissance. Types de PSS disponibles en option pour UNITROL 6080 : Conformément à la norme IEEE PSS2A/2B Conformément à la norme IEEE PSS4B PSS multibande (sur demande) Stabilisation de glissement adaptative (APSS) développée par ABB Suisse Simulateur transitoire de la machine synchrone - en temps réel (SMTS-RT 6000) Le nouveau SMTS-RT 6000 simule un alternateur/moteur, sa turbine/son poids et le raccordement au réseau. Le simulateur est raccordé au système d'excitation pour les essais en boucle fermée, en vue d'analyser le comportement stationnaire et transitoire. Un câble à fibres optiques bidirectionnel est la seule connexion requise pour relier le simulateur au système UNITROL Le système SMTS-RT 6000 peut réduire la durée d'essai de votre machine, permettre de réduire les coûts et servir d'outil idéal de formation pour le personnel de maintenance et d'exploitation. La durée de mise en service peut également être réduite à travers un ajustage fin préalable des paramètres de contrôle, à l'aide du simulateur et d'un dispositif de contrôle UNITROL Codes de réseau La fonctionnalité de contrôle du UNITROL 6080 est conçue pour prendre en charge tout code de réseau. Les fonctions étendues d'essai prédéfinies et les enregistreurs de données puissants du terminal de contrôle de l'excitation(ect) servent à tester, ajuster et démontrer la performance des fonctions de contrôle, de stabilisation et de limitation. La réponse en fréquence du système peut être analysée rapidement et précisément en utilisant le générateur de bruit blanc intégré. Cette méthode permet de réduire la durée d'essai et toute perturbation du réseau. 0dédiée de l'ect et peuvent être facilement copiés et intégrés dans des documents électroniques. En combinaison avec le SMTS-RT 6000, il est possible de simuler les conditions d'installation ou de réseau les plus critiques, ce qui est généralement impossible de tester avec un alternateur réel. Dispositif SMTS-RT 6000 SMTS operate, l'interface homme-machine du SMTS-RT 6000 Systèmes d'excitation UNITROL 6080 ABB 7

8 Composants matériels Le système est conçu sur la base de la famille de processeurs hautement performants AC 800PEC. Il s'agit là d'une extension de la plate-forme de commande 800xA d'abb,conçue pour répondre aux exigences de commande de l'électronique de puissance. Commande Une composante de la plate-forme de commande AC 800PEC est intégrée dans la carte de contrôle, de communication et de mesure (CCM) UC D240. Elle se distingue par sa grande vitesse de traitement, en fournissant : un traitement analogique et numérique rapide des signaux E/S avec un cycle typique de 400 µs un contrôle rapide en boucle fermée et une logique de processus classique conçue dans un seul appareil de contrôle un faible débit des E/S avec un cycle typique de 10 ms une logique programmable très rapide pour le contrôle des impulsions du convertisseur avec une durée de cycle allant jusqu'à 25 ns Convertisseur de puissance Le convertisseur de puissance de chaque canal est sélectionné pour répondre aux exigences du système en termes de courant et tension de champ maximums. Les exigences de disponibilité strictes sont remplies avec un total de trois canaux redondants au maximum et les dispositions pour la maintenance en ligne (en option). ABB a développé une gamme de convertisseurs de puissance à thyristors dédiés aux systèmes AVR/SES, tels que les dispositifs D1 à D5 et UNL Principales caractéristiques Tension d'alimentation CA monophasée ou triphasée jusqu'à V Fréquence d'alimentation nominale de 50 à 480 Hz (16 2/3 Hz sur demande) Faible niveau de bruit des ventilateurs de refroidissement 70 db(a) Convertisseur, dispositifs de contrôle et de commande (D1 à D4) compacts et entièrement intégrés Carte UC D240 CCM Modules de convertisseur de D1 à D4 avec carte UC D240 CCM intégrée 8 Systèmes d'excitation UNITROL 6080 ABB

9 Fonctions de communication Les fonctions de communication des systèmes UNITROL 6080 assurent une interaction simple et conviviale homme-machine, qu'il s'agisse de la mise en service du système ou de l'intégration dans le système de contrôle de l'installation. Terminal de contrôle de l'excitation (ECT) L'ECT est une interface homme-machine conviviale qui permet la commande, la surveillance et la maintenance du système. Il s'agit là d'un ordinateur industriel performant à écran tactile qui fonctionne indépendamment de l'appareil de contrôle du système. Les événements et les données du système peuvent être enregistrés sur une longue période de temps. L'écran tactile LCD fournit à l'opérateur une gamme d'écrans sélectionnables montrant des informations sur l'état réel du système sous forme graphique et numérique. L'intégration dans le système de contrôle de l'installation Des protocoles Ethernet et de bus de terrain et les protocoles Modbus-RTU, Modbus-TCP et Profibus DP-V0 sont les principaux choix en matière de communication avec le système de contrôle de l'installation. Des signaux de commande d'urgence peuvent être câblés directement sur la carte de commande. Services à distance Les services et le dépannage à distance permettent de réduire les coûts associés à la durée moyenne de réparation et d'entretien. UNITROL 6080 est conçu pour prendre en charge les accès à distance. Ainsi, le personnel de maintenance local peut obtenir toute l'assistance nécessaire des spécialistes d'entretien d'abb. Vue avant de l'ect, écran du «diagramme de puissance» Logiciel ECT, écran de «commande» Systèmes d'excitation UNITROL 6080 ABB 9

10 Outils logiciels Des outils logiciels dédiés simplifient la manipulation quotidienne du système et permettent une programmation supplémentaire si nécessaire. Logiciel du terminal de contrôle de l'excitation (ECT) Le logiciel ECT est un outil précieux qui permet la mise en service, la commande, la surveillance et la maintenance du système. Il peut être chargé sur le terminal de contrôle de l'excitation ou installé sur n'importe quel ordinateur fonctionnant sous Windows. Control Builder M Control Builder M est un outil conforme à la norme IEC servant à administrer et personnaliser le logiciel d'application AC 800PEC. Il fait partie du système d'automatisation étendue 800xA d'abb et fonctionne sur les ordinateurs Windows. Une documentation pour l'utilisateur en plusieurs langues est intégrée dans le logiciel, facilitant la procédure de dépannage. Avec l'écran d'événements, l'opérateur du système peut directement accéder à la description des événements et obtenir des instructions de dépannage. Écran «événements» du logiciel ECT montrant les instructions de dépannage Logiciel ECT, écran «enregistrement lent» 10 Systèmes d'excitation UNITROL 6080 ABB

11 Service et assistance Le réseau mondial de spécialistes UNITROL est à votre disposition pour toute question concernant la gestion du cycle de vie ou l'assistance technique. Installation et mise en service Le professionnalisme, la vaste expérience et les compétences multilingues des ingénieurs d'abb garantissent une installation et une mise en service pleinement satisfaisantes. Formation ABB University offre des cours de formation standards et personnalisés pour les systèmes d'excitation UNITROL Des offres de formation sur site sont également disponibles. Pour les programmes de formation détaillés, veuillez consulter la page : Gestion du cycle de vie Le modèle de gestion du cycle de vie des systèmes d'excitation d'abb aide les clients à prolonger et à optimiser le cycle de vie de leurs biens à moindre coût. En fonction de la phase de cycle de vie du produit, les spécialistes d'entretien recommandent des mesures qui sont nécessaires et ils contactent les clients pour les informer de manière proactive sur tous leurs besoins de maintenance, d'entretien et de mise à niveau. Exemples de services de cycle de vie : Assistance technique pour une fiabilité optimisée Services à distance Maintenance préventive et corrective Amélioration et modernisation Pour une assistance technique urgente, veuillez appeler l assistance téléphonique : +41 (0) (365 jours sur 365 / 24 heures sur 24) ou contacter ABB par unitrol.supportline@ch.abb.com Modèle de gestion du cycle de vie ABB Active Classique Limitée Obsolète Les systèmes UNITROL sont disponibles avec des services de durée de vie (life cycle services) complets. Les systèmes UNITROL sont disponibles avec des services de durée de vie (life cycle services) complets pour les extensions d'installation. Services de durée de vie complets Les pièces de rechange, les services de maintenance et de réparation sont disponibles aussi longtemps que les matériaux sont disponibles. Pour des raisons techniques, ABB ne peut pas garantir la disponibilité des services de durée de vie (life cycle services) ou dans des coûts raisonnables. Services de durée de vie limités Des services complets de cycle de vie sont garantis pour les phases Active et Classique. Dès que le système entre dans la phase Limitée, il est recommandé de mettre à niveau, de moderniser ou de remplacer les équipements avec la dernière technologie qui est disponible dans la phase Active. Systèmes d'excitation UNITROL 6080 ABB 11

12 Contactez-nous ABB Switzerland Ltd Systèmes d'excitation statique, régulateurs de tension et appareils de synchronisation CH-5300 Turgi Numéro de téléphone : +41 (0) Numéro de fax : +41 (0) Adresse électronique : pes@ch.abb.com Copyright 2012 ABB. Tous droits réservés. Spécifications susceptibles d être modi fiées sans préavis. 3BHS F01 Imprimé en Suisse, 2012